Tek katmanlı uzay kafes kubbelerde çapraz eleman kullanımının tasarıma etkisinin belirlenmesi

Abstract

Tek katmanlı uzay kafes kubbeler farklı biçimleri ile günümüzde etkileyici ve estetik taşıyıcı sistem formları arasında yerini almıştır. Yapı malzemelerindeki gelişmelere paralel olarak bu yapılarda daha yüksek dayanımlı fakat daha küçük kesitler kullanılmaktadır. Küçük kesitlerin kullanılması yapıları nispeten hafifleterek kolonlara gelen yükleri, temel boyutlarını ve deprem yükünü azaltmaktadır. Ancak kesitlerin küçülmesi narinlikte artışa neden olmakta ve tek katmanlı uzay kafes yapılarda stabilite sorununu ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada tek katmanlı uzay kafes kubbelerin kullanım alanları, kaydedeğer örnekler kısaca incelendikten sonra bu tip yapıların stabil olmasının önemine işaret edilmiştir. Bu amaçla imalat kolaylığı açısından en çok tercih edilen kubbe tiplerinden rijit birleşimli nervürlü kubbe ile schwedler tipi mafsallı kubbe asimetrik yük kombinasyonlarında, eleman boyutlandırması esnasında güvenlik faktörü olarak doğrusallaştırılmış burkulma analizi ile tespit edilen burkulma katsayısı değeri esas alınarak incelenmiştir. İnceleme esnasında, asimetrik yüklerin uygulanmasında ve eleman boyutlandırmasında güncel yönetmeliklere uygun olmasına özen gösterilmiştir. Boyutlandırma esnasında elemanların standartta verilen şartları sağlaması dışında global burkulma kontrolünün özellikle narin yapılarda önemine dikkat çekilmiştir. Tasarım sonuçlarına bakıldığında her iki modelde de kullanılan malzeme miktarı ve burkulma katsayısı değerlerinin birbirine yakın olduğunu görülmektedir. Ancak sehim miktarı açısından bakıldığında modeller arasında büyük fark olduğu görülmektedir. Sehim miktarı özellikle kaplamanın esnekliği açısından önemlidir; esnekliği yüksek olmayan bir kaplama seçildiğinde nervürlü kubbede rijitliği sağlamak için daha büyük kesit ihtiyacı doğacaktır. Mafsallı birleşimli kubbedeki sehim değeri ise makul düzeyde olduğu görülmektedir. Bu doğrultuda schwedler tipi kubbenin daha rijit olduğu görülmüştür.